计算机结构

电脑结构和CPU、内存、硬盘三者之间的关系

电脑之父——冯·诺伊曼提出了计算机的五大部件：输入设备、输出设备、存储器、运算器和控制器。

我们看一下电脑： 键盘鼠标、显示器、机箱、音响等等。

这里显示器为比较老的CRT显示器，现在一般都成功了液晶显示器。

我们想一下，我们在玩电脑的时候，我们使用键盘鼠标来操作电脑，我们在和其他人QQ聊天的时候，鼠标可以帮我们选中聊天的人，打开聊天窗口，键盘则是负责打字，帮我们输入聊天的内容。

我们在操作键盘鼠标的时候，其实都是在告诉电脑来做什么的。

我们管键盘和鼠标叫输入设备。

输入设备： 向电脑输入数据和信息的设备。

除了键盘鼠标，其他输入设备还包括触摸板、麦克风、摄像头，游戏手柄、扫描仪等等。

显示器用来向我们展示画面，显示内容，音箱则播放音乐给我们听，我们管他们叫输出设备。

输出设备： 将电脑中的信息输出给用户的设备。

常用的输入设备有：显示器、音箱、打印机、投影仪等等。

我们买来电脑，如果只有键盘鼠标、显示器、音箱，我们能玩电脑么？肯定不能。

那么其实电脑机箱才是真正的工作的设备，输入输出设备只是用来让我们和电脑机箱来做交互的。

那机箱内部都有什么呢？我们看一下下面的图片：

我们来看一下这里的零件都有什么用

主板：连接所有其他设备的设备，是其他设备的载体，主板主要是为CPU、内存、显卡、硬盘等提供平台，相当于人体的躯干，关联着各个器官。

CPU：中央处理单元(Cntral Pocessing Uit)的缩写，也叫处理器，是计算机的运算核心和控制核心。

人靠大脑思考，电脑靠CPU来运算、控制。

让电脑的各个部件顺利工作，起到协调和控制作用。

硬盘：存储资料和软件等数据的设备，有容量大，断电数据不丢失的特点。

也被人们称之为“数据仓库”。

内存：

1. 负责硬盘等硬件上的数据与CPU之间数据交换处理；
2. 缓存系统中的临时数据。
3. 断电后数据丢失。
   显卡：显示器想要呈现画面，显卡是关键。

简单来说，就是负责在显示屏上显示一切信息。

打个比方，它就像是人的眼睛，没有了它，电脑就无法驱动形成图像了。

显卡性能好，电脑的图形处理能力就高，尤其在玩游戏时更能发现这个（所以很多游戏会要求显卡性能）。

对玩家而言，最好选择独立显卡。

不过，如果不玩大型游戏，CPU内置核心显卡也基本能满足要求。

缺点： 系统功耗有所加大，发热量也较大，额外购买。

电源：将电压220伏的市电转换为低等电压，然后送到主板及各个硬件！

供电！电脑运行需要电力，而电源就是为此供电的，也可以说它在为电脑提供一切动力。

电源决定了电脑的稳定性。

它和人体心脏功能类似，都是提供动力的核心。

网卡： 让我们上网的，一般集成在主板上。
其他…

说了这么多，其实最最重要的设备是什么呢？ CPU、硬盘、内存。

现在我们来说一下CPU、硬盘、内存三者之间的关系。

首先 ,我们先回想一下三者的作用：

CPU：是计算机的运算核心和控制核心，让电脑的各个部件顺利工作，起到协调和控制作用。

硬盘：存储资料和软件等数据的设备，有容量大，断电数据不丢失的特点。

也被人们称之为“数据仓库”。

内存：

1. 负责硬盘等硬件上的数据与CPU之间数据交换处理；
2. 缓存系统中的临时数据。
3. 断电后数据丢失。

然后， 我们再来看一下程序是如何执行起来的。

当我们在电脑上打开QQ时（右键-打开 或者双击QQ图标），其实是通过鼠标（输入设备）向CPU发送了一条命令，CPU接收到这条命令后，QQ程序就从硬盘里被加载到内存（加载时不通过处理器，直接从硬盘加载程序到内存里），加载完成后，CPU就开始执行QQ程序。

程序执行起来后，CPU可以让QQ程序显示在我们的在显示器上。

也就是你看到了QQ 程序运行起来了。

如果这个时候，你用QQ截取了一张屏幕的图片，那么这张图片会首先保存到内存，在没有退出截屏状态时，你可以在这张图片上写字、画线条，等你右键保存这张图片的时候，这张图片就会保存到硬盘里。

通过了解一个程序是如何运行起来的，我们就可以了解三者是如何工作的 。

可能有些人会不明白，如果程序是这样执行起来的话，那么为什么CPU不直接在硬盘里执行程序，而非要把程序放到内存后在执行呢？

这里是有原因的。我们先来看几张图：

好点的企业用机械硬盘 ：

一般的固态硬盘：

内存的读写速度：


通过上图我们可以看出，内存存取数据的速度比硬盘的存取速度快了10倍， 在某些环境里，硬盘和内存之间的速度差距可能会更大。

而CPU的速度比内存不知还要快多少倍。

当我们把程序从硬盘放到内存以后，CPU就直接在内存运行程序，这样比CPU直接在硬盘运行程序就要快很多。

内存解决了一部分CPU运行过快，而硬盘数据存取太慢的问题。

提高了我们的电脑的运行速度。

内存就如同一条“高速车道”一般，数据由传输速度较慢的硬盘通过这条高速车道传送至CPU进行处理！

但内存是带电存储的(一旦断电数据就会消失)，而且容量有限，所以要长时间储存程序或数据就需要使用硬盘。

其实内存在这里起了两个作用：

1. 保存从硬盘读取的数据，提供给CPU使用

2. 保存CPU的一些临时执行结果，以便CPU下次使用或保存到硬盘

三者之间的关系：

简单来说，硬盘用来存储我们的程序和数据，当我们运行程序的时候，CPU首先接受到我们的命令，之后CPU是告诉硬盘，我要运行你存储的程序A，你把程序A送到内存去。

CPU对内存说，我让硬盘把程序A送到你这里来了，你保存一下。

等程序A被完整的送到内存之后。CPU就开始执行程序A。

过程就像上面说的，我们在举一个接近我们生活的例子。

如果说把硬盘比喻成一个大仓库，CPU比喻成加工车间，那么内存就是一个临时的小仓库。

从距离上来说， 相比内存到CPU的距离和硬盘到内存的距离，内存和CPU的距离更短。

硬盘（大仓库）用来保存车间需要用的原料和最终生产出来的商品。

仓库太大，取出原料和存储商品太慢，耗时间。

内存（临时小仓库）：原料会先放到这里，小仓库，可以很快的找到需要的原料或商品。

CPU（车间）：从内存（小仓库）里拿到原料，生产商品。

中间会有半成品，半成品可以放在内存（小仓库）里。

以这种方式，车间的生产速度就会提高。

参考图：